JP5119777B2 - 液体吐出装置 - Google Patents
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Description
成される圧電層は、その表面形状が粗いため、圧電層と液状導電材とを直接的に接触させた場合、液状導電材の粘性によっては(即ち、粘性が比較的高いときには)十分な接触面積が確保できず、接点での抵抗が大きくなる可能性がある。これに対し、圧電層の面上に別途設けた駆動電極を介して圧電層と液状導電材とを接続した場合、駆動電極として比較的滑らかな表面形状を有するものを採用することにより、該駆動電極と液状導電材との接触面積を大きく確保でき、結果的に圧電層と液状導電材とを低抵抗により接続可能となる。なお、駆動電極としては、例えば導電性ペースト(銀−パラジゥム系ペーストのものなど)をスクリーン印刷して乾燥するという公知の方法より、圧電層の面上に形成したものを採用することができる。このようにして形成された駆動電極は、圧電層に対して十分に密着し、且つ外表面が比較的滑らかなものとなる。
図1は本発明の実施形態1に係る液体吐出装置1の模式的斜視図である。図1に示すように、インクジェット式プリンタである液体吐出装置1は、筐体2に架設されたガイドロッド3を有し、このガイドロッド3には、キャリッジ4がガイドロッド3に沿ってスライド可能に支持されている。キャリッジ4の下部には記録ヘッド5が設けられており、該記録ヘッド5は下方へ向けてインク(液体)を吐出可能に構成されている。
後述する液体流路30(図4参照)が内部に形成された流路ユニット15と、その上面に接続されたアクチュエータ16とから主に構成されている。流路ユニット15の上部には、走査方向に長寸の長円形状を成す複数の圧力室孔21aが、搬送方向に並設されて1つの圧力室孔列17を形成しており、このような圧力室孔列17が走査方向に隣接して複数(図2では2つ)並設されている。また、アクチュエータ16は、各圧力室孔17に対応して設けられた供給電極46を有するチップオンフィルム(COF: Chip on Film)16a
と、この供給電極46への電圧の印加によって変形する後述の圧電層20などから構成された駆動層16bとを有している(図4も参照)。
図3及び図4を用い、記録ヘッド5の構成について更に詳述する。まず、図4に示すように流路ユニット15は、上方から順に圧力室プレート21と接続流路プレート22とマニホールドプレート23とノズルプレート24とが夫々積層接着された構成となっている。
次に、アクチュエータ16について説明する。図4に示すようにアクチュエータ16は、上層を成すチップオンフィルム16aと下層を成す駆動層16bとから構成されており、このうち駆動層16bは、圧電層20と、これを挟む共通電極40及び駆動電極41と、圧電層20の上面に積層された第1絶縁層42とを有している。
図6及び図7を用い、上述したアクチュエータ16の製造方法について説明する。図6(a)〜(d)に示すように、この製造方法の第1工程〜第4工程では流路ユニット15の上部に駆動層16bが形成され、図7(a)〜(c)に示す第5工程〜第7工程ではチップオンフィルム16aが形成され、そして図7(d)に示す第8工程で最終的にアクチュエータ16が形成される。
図8は、実施の形態2に係る液体吐出装置1が備えるアクチュエータ60の構成を示す部分断面図である。このアクチュエータ60は、圧電層20の上面に駆動電極41が設けられておらず、導電材収容空間51に封入された液状導電材50は圧電層20の上面と直接的に接続されている。そして、液状導電材50と圧電層20との接点領域60a(本実施の形態では、第1貫通孔42aの下部開口領域と同じ)は、圧力室領域33a内に位置している。なお、アクチュエータ60が有するその他の構成については、実施の形態1にて説明したアクチュエータ16が備える構成と同様であるため、対応する構成に同符号を付すことによりその説明は省略する。
図9は、実施の形態3に係る液体吐出装置1が備えるアクチュエータ65の構成を示す図面であり、(a)は部分断面図を示し、(b)は第1絶縁層の平面図を示している。図9(a)に示すように、このアクチュエータ65は、第2絶縁層47が有する第2貫通孔47aの周縁部のうち、導電材収容空間51へ臨む下側部分が、斜めに切り欠かれたテーパ部65aとなっている。従って、導電材収容空間51の容積が大きくなっており、熱膨張時における液状導電材50の容積増加分をより多く収容可能になっている。
図10は、実施の形態4に係る液体吐出装置1が備えるアクチュエータ70の構成を示す部分断面図である。図10に示すようにこのアクチュエータ70の場合、給電電極71は、プレスすることによって形成した実施の形態1に係るバンプ46cに換えて、ハンダ付けにより形成したハンダバンプ72を有している。このような構成であっても、ハンダバンプ72を液状導電材50に没入させ、給電電極71と駆動電極41とを液状導電材50を介して接続することができる。
図11は、実施の形態5に係る液体吐出装置1が備えるアクチュエータ75の構成を示す部分断面図である。図11に示すようにこのアクチュエータ75の場合、給電電極76は、プレス成形した実施の形態1に係るバンプ46cや実施の形態4に係るハンダバンプ72に換えて、金属製のスパイラル接触子77を有している。
ところで、上述した各アクチュエータ16,60,65,70,75が備える液状導電材50には、これらのアクチュエータ16等の使用時に所定の流動性と所定の導電性を有する公知の材料を採用することができる。
5 記録ヘッド
15 流路ユニット
16,60,65,70,75 アクチュエータ
16a チップオンフィルム
16b 駆動層
20 圧電層
20a 接点領域
21a 圧力室孔
24a ノズル孔
30 液体流路
33 圧力室
33a 圧力室領域
40 共通電極
41 駆動電極
42 第1絶縁層
42a 第1貫通孔
42b 開口面
46,71,76 給電電極
46c バンプ
47 第2絶縁層
47a 第2貫通孔
48 接着剤
50 液状導電材
51 収容空間
51a 余剰空間
60a 接点領域
72 ハンダバンプ
77 スパイラル接触子
Claims (9)
- 容積変化によって吐出口から液体を吐出させるべく前記吐出口へ通じる液体流路の途中に設けられた圧力室と、該圧力室の容積を変化させる圧電層と、該圧電層に電気的に接続してこれに電圧を印加する給電電極とを備え、
前記圧電層は、印加電圧により変形可能であって一方の面が前記圧力室に対向するように設けられ、他方の面と前記給電電極との間が液状導電材により電気的に接続されており、
更に前記圧電層の他方の面は、その厚み方向視で前記圧力室が占める領域内に前記液状導電材との電気的接点となる接点領域を有し、
前記液状導電材は、前記圧電層が印加電圧により変形駆動するときに、該圧電層の変形を妨げない所定の流動性を有することを特徴とする液体吐出装置。 - 前記圧電層の他方の面には前記接点領域と少なくとも一部が重複するようにして駆動電極が接合されており、前記圧電層と前記給電電極とは前記駆動電極を介して液状導電材により電気的に接続されていることを特徴とする請求項1に記載の液体吐出装置。
- 前記圧電層における前記接点領域と前記給電電極との間には、前記液状導電材を収容する液密的な導電材収容空間が形成されていることを特徴とする請求項1に記載の液体吐出装置。
- 前記圧電層の他方の面上に設けられた第1絶縁層を更に備え、該第1絶縁層には、前記接点領域を露出させると共に前記導電材収容空間を構成する第1貫通孔が形成されていることを特徴とする請求項3に記載の液体吐出装置。
- 前記給電電極を有する配線基板を更に備え、
該配線基板は、一方の面上に前記給電電極が設けられた基材と、該基材の前記一方の面上に前記給電電極と電気的に接続して設けられた配線と、前記基材上の前記配線を被覆する第2絶縁層とを有し、
該第2絶縁層は、前記給電電極における前記接点領域との対向面を部分的に露出させる第2貫通孔を有し、
前記第1絶縁層と前記第2絶縁層とが接合されることにより、前記第1貫通孔と前記第2貫通孔とが連通して前記導電材収容空間が形成されていることを特徴とする請求項4に記載の液体吐出装置。 - 前記給電電極は、前記第1絶縁層が有する前記第1貫通孔の開口面よりも前記圧電層側へ突出したバンプを有することを特徴とする請求項4又は5に記載の液体吐出装置。
- 前記バンプは、前記給電電極をプレスして形成したプレスバンプ、前記給電電極にハンダ付けにより形成したハンダバンプ、又はスパイラル接触子から成ることを特徴とする請求項6に記載の液体吐出装置。
- 前記導電材収容空間は、前記液状導電材の収容容積の他に余剰容積を有していることを特徴とする請求項3乃至7の何れかに記載の液体吐出装置。
- 前記第1絶縁層が有する前記第1貫通孔の周辺近傍には、該第1貫通孔から漏れ出た前記液状導電材を収容可能な凹部が形成されていることを特徴とする請求項4乃至8の何れかに記載の液体吐出装置。
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